一种改进的仿真人头录音装置的制作方法

本实用新型涉及3D声音处理技术领域，特别是涉及一种改进的仿真人头录音装置。

背景技术：

仿真人头录音是一种先进的3D音频录音技术解决方案，这种录音技术可以通过耳机聆听获得声源定位效果，重现虚拟的声音变得更接近真实，从而使听者感受到真实的声场感。现有的人头录音技术基于人头模型，采用把拾音器放置到人头耳朵位置的录音方式，或者把拾音器放置到模拟人耳鼓膜位置的录音方式。

经过研究实际测试，前述两类仿真人头录音装置在制作和运用上存在一些明显的缺点，使得听音中声像前后模糊不清、运动中易产生定位不明等情况。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种改进的仿真人头录音装置，能够使3D声音制作中声像前后模糊不清、运动中易产生定位不明的效果得到显著改善。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种改进的仿真人头录音装置，包括仿真人头，以及对称设置于所述仿真人头两侧的类人耳集声器，所述类人耳集声器的耳廓的长度和宽度分别比真人耳廓的长度平均值和宽度平均值大1/3，所述对称设置的类人耳集声器分别水平向前倾斜30°～45°。

其中，所述类人耳集声器的一端为喇叭状的耳廓，另一端连接有麦克风，两端之间呈杆状结构。

优选地，所述类人耳集声器的耳廓中心与麦克风之间的距离为3.4cm。

优选地，所述对称设置的类人耳集声器之间的距离为15cm。

区别于现有技术的情况，本实用新型的有益效果是：在拾音时对前后方位的声音灵敏度加强，加大前后声比例差，使得录制的3D效果声在声像前后位置分辨能力显著增强。

附图说明

图1是一种普通的仿真人头录音装置的示意图；

图2是本实用新型实施例一种改进的仿真人头录音装置的正视图的示意图；

图3是本实用新型实施例一种改进的仿真人头录音装置的俯视图的示意图；

图4是本实用新型实施例中类人耳集声器的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

所谓仿真人头录音，就是把两个微型话筒安置在一个与真人头几乎一模一样的假人头上或耳道内接近人耳鼓膜的位置，模拟人耳听到声音的整个过程。这种假人头与真人相似，模拟人的耳廓、耳道等与听音有影响的器官，甚至在皮肤和骨头等方面也采用和人体最为接近的材料制作，最终目的是尽可能真实地模拟人耳在听到声音时所受到的一切HRTF(Head Related Transfer Function，头部相关传输函数)的影响。一般情况下，通过这种录音装置录制到的声音信号不需要加过多的后期效果处理，便能制作出虚拟3D效果声，这种效果声几乎能完美地还原录音场所的360°音场，使听音者如身临其境。

通常的，仿真人头录音装置基于模拟的人耳结构制作而成，把两个微型拾音器，具体的可以是麦克风，安放在与真人相仿的假人头的耳道内接近鼓膜的位置，模拟人耳听到声音的整个过程，使人们听到的声音和听到自然界中各种声音一样，经过耳廓、外耳、耳道，传导到耳鼓膜，被大脑神经所感知，如图1所示。

人类听音是长期在自然界中学习并形成经验，自然声本身就是一个3D的声源，人耳的基本声音定位原理是基于两侧声音强度差和两侧声音时间延迟差即IID和ITD。IID(Interaural Intensity Difference，两侧声音强度差别)指距离音源较近的一侧耳朵所收到的声音强度比另一侧高，感到声音更大一些。ITD(Interaural Time Difference，两侧声音时间延迟差别)指方位的不同，使声音到达两耳的时间有差别，人会觉得声音位于到达时间早些的那一边，IID+ITD的结果是把音源定位到以听者两耳之间连线为轴线的锥体范围之内。

许多时候，人听到的声音并不是直线进入耳朵，而是通过了几次反射才进入大脑。在声波传播的过程中，声波能量会减弱，再加上反射造成的消音和延迟作用，声音已经有了变化，这种反射混合起来的效果称为交互混响。特别是在封闭的环境之中，会明显感受到声音变轻了。靠着这些变化，人才能判断出声音是否经过反射，甚至能判断出墙的位置和门的开闭方位等细节，并借以确定周围的环境。

图1所示的一般仿真人头录音装置能模拟人耳的听音状态，在重现声源的左右位置、距离远近、空间感等方面效果尚好；但在声像前后位置上模糊不清、运动中易产生定位不明的情况。例如，发声位置在听音者正前方或后方时，没有方位感；移动声源运动中，暂停发声后，再次发声时位置定位会丢失。产生这种现象的原因在于，耳机听音时，发声点在耳表面，主要集中在耳廓中心点，一般仿真人头录音装置是尽可能地直接模拟人耳形态特征，简单地把拾音器放到鼓膜位置。没有考虑到耳道在听音时能起到传导和谐振的双重作用；也忽视了麦克风与人耳鼓膜的区别，麦克风接收信息是综合的合成声音，人耳鼓膜是感觉声音频率、相位、延时等多种特征。

通常人能听到的声波频率范围理论上为20Hz到20kHz，即波长1.7厘米到17米的声波。根据声音响度理论和实验表明，一般地，人对在约2.5kHz—5kHz的声音最敏感，而在低频和高频区敏感度要低一些。本装置在制作中，取最敏感声音频率波长均值的1/3，把制作在耳道内的麦克风位置确定为3.4cm，即耳廓中心点到麦克风的距离确定为3.4cm。

耳廓在声音前后定位中起重要作用，根据声音的不同角度，可以加强/减弱音波能量，让人能更准确地判断的位置。由于人两耳廓的距离为15厘米左右，当波长大于15厘米时IIT和ITD将会减弱。频率低的声音波长大，因此很难判断出低音的位置，却能轻易分辨高音的方位。实际上，耳廓对于声音的定位，是至关重要的一环，没有外耳的人判断声音发出的位置会存在困难。

请一并参考图2到图4，本实用新型提出一种改进的仿真人头录音装置，包括仿真人头，以及对称设置于所述仿真人头两侧的类人耳集声器，所述类人耳集声器的耳廓的长度和宽度分别比真人耳廓的长度平均值和宽度平均值大1/3，其中，正常成年人耳廓长度约为5到8厘米，宽度约为3到5厘米；所述对称设置的类人耳集声器分别水平向前倾斜30°～45°。

其中，所述类人耳集声器的一端为喇叭状的耳廓，另一端连接有麦克风，两端之间呈杆状结构。

较佳地，所述类人耳集声器的耳廓中心与麦克风之间的距离为3.4cm。

较佳地，所述对称设置的类人耳集声器之间的距离为15cm。

通过上述方式，本实用新型实施例的改进的仿真人头录音装置在拾音时对前后方位的声音灵敏度加强，加大前后声比例差，使得录制的3D效果声在声像前后位置分辨能力显著增强；能较好地依靠双耳实现水平方向定位，耳廓决定前后、垂直方向定位，HRTF函数则决定前后以及环绕声场的效果，能让听音者听出发音者的方位，尤其是前后方位、运动路线等方向性特征。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。